分布式数据库和移动数据库ppt课件.ppt

分布式数据库和移动数据库 9 4移动数据库系统概述9 5移动数据库的数据管理问题9 6移动数据库系统实现技术和应用研究9 7间歇同步移动数据库9 8本章小结 9 4移动数据库系统概述 随着无线技术和分布式数据库的发展 在数据领域中出现了一项新技术 移动计算 mobilecomputing 移动计算环境促进了无线技术与分布式数据库应用的融合 形成了移动数据库系统 mobiledatabasesystem 9 4 1移动数据库的产生背景 移动计算环境逐渐成为分布式数据库技术新的研究和应用环境 移动计算环境下的分布式数据库系统也就应运而生 移动数据库的产生是如下两种因素交互作用的结果 应用需求是移动数据库技术发展的源动力 1 对活动范围的扩展 2 商务领域的需求 3 数字化信息服务的发展 4 军事领域的特殊要求 通信 硬件技术及相应软件技术的发展为移动数据库的产生提供了强有力的技术保障 1 无线通信技术的发展 2 硬件技术的发展 3 相应软件技术的发展 在以上两种因素交互作用下 移动数据库技术已经在许多领域中获得了巨大的成功 出现了许多实用系统 例如 新加坡ComfortService中心基于GPS的出租车自动派遣系统 IBM等公司的技术服务人员派遣及实时数据采集系统等 而且在以下领域有广阔的应用前景 1 零售业 2 制造业 3 金融业 4 医疗卫生 9 4 2移动计算环境的体系结构 1 移动单元 移动单元 mobileunits MU或则说hosts 它与固定主机 fixedhosts FS 或基站 basestation BS 通过无线信道进行通信 BS借助下行链路 downlinkchannel 向MU发送数据 MU借助上行链路 uplinkchannel 向BS发送数据 MU是使用电池供电的移动设备移动计算平台类似与客户机 服务器结构 移动设备被看作客户机或用户 把BS当作服务器 2 移动环境的特性 移动数据库环境中的数据更新很快 如股市信息 气象数据 航班信息等 数据库由独立的外部进程进行异步更新 用户在信元内的平均停留时间称为停留延迟 residencelatency RL 无线网络与有线网络的区别 1 连接的持续性 2 电源供给的持续性 等等 9 4 3移动数据库的参考模型 9 5移动数据库系统的数据管理问题 在移动计算环境中 由于无线通信信道带宽较窄 移动设备的电源问题 以及所需信息来源位置的变化 有时在缓存中 有时存于服务器端 等导致了很多问题的出现 除此之外 移动计算本身还存在具体的结构问题 9 5 1移动应用中的数据 移动应用可以分为如下两类 1 垂直应用 2 水平应用移动应用具有不同的数据可以分为如下三类 1 私有数据 2 公有数据 3 共享数据 9 5 2移动计算环境下的数据管理问题 1 移动计算环境下的数据管理功能 1 数据的同步复制功能 2 移动事务管理功能 3 故障的恢复功能 4 系统数据的安全备份功能 5 微型化系统 2 移动计算环境下数据的分布式管理问题下面两种情况移动数据库可以看做是分布式数据库 1 整个数据库主要分布于有线组件 固定主机和基站 当中 每个组件可能拥有全部或部分数据库的备份 BS上的DBMS管理自己的数据库 同时还提供附加功能 以确定移动设备的位置 支持查询和事务管理 以满足移动环境下的应用需求 2 数据库分布于有线和无线组件 移动节点 中 由BS和MS共同进行数据管理 在考虑到以下问题时 我们讨论过的分布式数据管理也可以用于移动数据库 1 数据的分布和复制 2 事务模型 3 复制查询处理 4 恢复和容错 5 移动数据库设计 另外 移动计算环境与传统的分布式环境不同 在分布式环境中选择分布式查询策略时 必须考虑通信代价 除了通常的代价外 以下几点也是影响通信代价的因素 1 用户时间在许多商务应用中是十分重要的 2 链接时间在某些移动系统中是决定收费的单位 3 传输信息的字节数或包数也是计算收费的单位 4 某些系统基于每日不同时段的收费标准也不同 5 接收信息与发送信息的电源能耗也不同 9 6移动数据库系统实现技术和应用研究 9 6 1移动数据库数据的同步复制1 数据同步复制的内容 1 数据复制的冲突检测和冲突解决 2 同步过程中事务原子性的保证 以便保持数据库的完整性和一致性 3 主动同步的实现 4 与异构数据源同步 以及与异构数据源之间数据类型的转换 5 数据的快速复制等 2 数据同步复制的冲突 类型主要有 1 在对移动设备上的嵌入式数据库在进行INSERT操作时违反主关键字约束 2 在对移动设备上的嵌入式数据库在进行UPDATE操作时违反主关键字约束 3 在对移动设备上的嵌入式数据库在进行UPDATE操作时 使用了一个不存在的主关键字 4 在对移动设备上的嵌入式数据库在进行UPDATE操作时 UPDATE中的旧值与主数据库中的当前值不匹配 5 在对移动设备上的嵌入式数据库在进行DELETE操作时 DELETE中的旧值与主数据库中的当前值不匹配 3 数据同步复制的方法研究对于移动计算环境来说 除了传统的数据复制技术如冲突的检测和解决技术 快速刷新技术 缓存 Cache 技术外还有如下特殊的方法 1 两层复制 2 文档复制 3 依靠应用系统的语义来进行协调另外还有一种称为 影子跟踪 9 6 2移动数据库数据的移动事务管理 移动事务进行管理的方法很多 目前比较有效的是 1 基于事务代理技术的移动事务管理2 基于移动事务局部化技术和数据复制技术的事务管理 9 6 3移动数据库系统的微型化 包括两方面 1 移动数据库的微型化 2 数据库管理系统的微型化 1 移动数据库微型化 目前采用的就是根据应用对数据库的模式进行分解 此外 数据的压缩存储也是节省数据存储空间的一种有效方法 模式分解分为 1 模式的水平分解 2 模式的垂直分解 3 模式的混合分解 2 数据库管理系统的微型化 主要采用以功能换空间的策略如去掉一些应用不需要的数据库管理系统功能来减少系统的大小 目前在移动数据库产品使用的系统精简技术中 以Sybase公司的Ultralite技术最具特色 9 7间歇同步移动数据库 由一个或一组服务器对中央数据库进行管理 大部分时间用户利用具有DBMS软件的便携式电脑或掌上电脑进行各种操作 客户通过网络甚至是无线链接方式 与服务器链接 通常是短会话 客户把更新发送给服务器 服务器随之将更新输入中央数据库 它必须保证数据的实时更新 为系统的所有客户机提供适当的数据拷贝 这类应用最显著的特征是客户机经常处于断开状态 服务器并不能总是和客户机保持通信 我们把这一应用领域称为间歇同步数据库环境 相应的数据库称做间歇同步数据库 间歇同步数据库以下特征区别与移动数据库 1 客户机获取服务器上的更新数据或将更新发送给服务器时 或者事务处理需要非本地数据时 客户机和服务器才连接 2 服务器不能随意和客户机进行链接 3 链接是无线链接还是有线链接 以及电源的问题并不重要 4 客户机处于断开状态时 仍然可以方便地管理自己的数据和事务 在某种程度上也可自行进行恢复操作 5 在多个服务器的情况下 基于临近原则 通信节点的状态等 客户机可选择与特定服